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蚁巢外壁和内壁的厚度，以及换气通道。
二氧化碳穿过蚁巢的情况。
蚁巢壁上的大气孔（蓝色）。
许多白蚁种群都有严格的等级制度：蚁后、工蚁和兵蚁等。数量众多的白蚁生活在高耸的巢穴中。蚁巢最高可达到7米，并经由一种复杂的隧道系统具备了自冷、自通风和自排水等功能。对白蚁的建筑策略进行深入研究，有助于工程师们为人类设计更加节能的自撑型建筑。《科学进展》杂志3月22日报道，英国伦敦帝国理工学院、诺丁汉大学和法国图卢兹大学等，利用三维X-射线技术对复杂的蚁巢进行了研究。他们从蚁巢壁上的小孔中找到了线索——这些孔洞使白蚁的巢穴时刻保持凉爽、通风和干燥。帝国理工学院地球科学与工程系研究人员、论文作者Kamaljit Singh博士说：“蚁巢是昆虫构筑的完美建筑中的独特例子。白蚁的建筑方案具备温度稳定性和通风控制性能。更为重要的是，这是不需要依靠任何机械和电子设备的。”
首先，他们以较低的分辨率扫描巢穴，以检测蚁巢内外壁厚度和通道的结构细节。研究人员发现，蚁巢壁上大大小小的气孔形成的孔网络有助于与外部空气交换二氧化碳，从而促进蚁巢的通风。稍大尺寸的气孔在整个外壁上完全连通，这为二氧化碳穿过蚁巢到达外部空间提供了通道。模拟实验表明，当外界风速较高时，二氧化碳可以自由排出，蚁巢壁上的大气孔有利于通风。而在风速较低时，较大的气孔有助于通过扩散作用使二氧化碳排出蚁巢。Singh博士说：“这是蚁巢的显著特点：不论外部天气如何，都不会影响蚁巢的正常通风。”
蚁巢通常位于温度较高的区域，因此如何保持凉爽是白蚁“建筑师”需要考虑的问题。研究人员发现，大气孔也有助于调节蚁巢内的温度。蚁巢壁上的气孔充满了空气，减少了热量的进入。这与双层玻璃中空气的作用类似。
既然气孔的作用如此关键，那么下雨时气孔被水堵塞了会怎么样呢？研究人员发现，蚁巢借助“毛细管作用”，迫使雨水从较大的孔隙流入小孔隙，确保大气孔维持开放状态，从而保证蚁巢通风。Singh博士说：“蚁巢不仅可以自通风和自动调节温度，竟然还内置了排水系统。我们的研究提供为研究人员提供了更深入的视角，以了解白蚁的建筑才能。” Singh博士等认为，通过了解和借鉴白蚁巢穴的建筑系统，有望改善人类建筑的通风、控温和排水功能，并使其更加节能环保。
帝国理工学院数学系研究人员、论文作者Pierre Degond教授说：“白蚁巢穴的发现可极大提高我们对建筑设计的认识。”诺丁汉大学研究人员、论文作者Bagus Muljadi博士补充说：“大自然掌握着人类生存的奥秘。为了挖掘这些秘密，我们需要鼓励全球性、跨学科的研究。在解决实际问题方面，我们还有很多需要向大自然学习。”
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编译：雷鑫宇
审稿：阿淼
责编：唐林芳
期刊来源：《科学进展》
期刊编号：2375-2548
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